操作系统课程设计--磁盘调度算法的模拟实现及对比
本来已经做好了个课程设计是银行家算法的，不过由于借给同学抄，被老师发现了，要重做...就选了磁盘高度算法的题目。
实验要求及提示
1 、首先假设磁盘磁道数为 1500 ，磁头初始停止于 0 磁道。
2 、用随机数生成函数产生“磁道号”序列（即磁盘请求的位置），共产生 100 个。其中 50% 位于 0 ～ 499 ， 25% 分布在 500 ～ 999 ， 25% 分布在 1000 ～ 1499 。
3 、计算每种磁盘调度算法下的磁头移动道数
本程序主要是模拟实现，还有很多改进的地方，还请大家提出。
以下是为满足要求2的随机数生成代码，主要参照网上的方法：
package chow.app;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Random;
/**
* 用随机数生成函数产生“磁道号”序列（即磁盘请求的位置），共产生100个。其中50%位于0～499，25%分布在500～999，25%分布在1000～1499。
* @author Administrator
*/
public class DiskScheduleUtil {
public static int count = 0;// 需要生成随机数的个数
public int[] createDiskRequest() {
int[] tmpRequest = new int[100];
HashSet s = new HashSet();
// 50%位于0～499的序列
count = 50;
genRadoms(0, 499, count, s);
Iterator it;
it = s.iterator();
int i = 0;
while (it.hasNext()) {
tmpRequest[i] = it.next();
i++;
}
// 25%分布在500～999的序列
count = 25;
s.clear();
genRadoms(500, 999, count, s);
it = s.iterator();
i = 50;
while (it.hasNext()) {
tmpRequest[i] = it.next();
i++;
}
//25%分布在1000～1499的序列
count = 25;
s.clear();
genRadoms(1000, 1499, count, s);
it = s.iterator();
i = 75;
while (it.hasNext()) {
tmpRequest[i] = it.next();
i++;
}
//用来打乱tmpRequest的顺序
int[] tmpRequestReturn = new int[100];
int[] nosortSeq = random2();
for(int j = 0; j < 100; j++){
tmpRequestReturn[j] = tmpRequest[nosortSeq[j]];
System.out.print("[" + j + "]:" + tmpRequestReturn[j] + " ");
if (j % 10 == 0) {
System.out.println();
}
}
return tmpRequestReturn;
}
// 生成【begin，end】区间内num个随机数
public void genRadoms(int begin, int end, int num, HashSet set) {
if (num > (end - begin + 1) || end < begin) {
return;
}
for (int i = 0; i < num; i++) {// 生成num个随机数
// 调用Math.random()方法
int temp = (int) (Math.random() * (end - begin + 1)) + begin;
set.add(temp);// 将不同的数存入HashSet中
}
int setLen = set.size();
// 如果存入的数小于指定生成的个数，则调用递归再生成剩余个数的随机数，如此循环，直到达到指定大小
if (setLen < count) {
genRadoms(begin, end, count - setLen, set);// 递归
}
}
public static int[] random2() {
int send[] = new int[100];
for(int i = 0; i < send.length; i++){
send[i] = i;
}
int temp1, temp2, temp3;
Random r = new Random();
for (int i = 0; i < send.length; i++) // 随机交换send.length次
{
temp1 = Math.abs(r.nextInt()) % (send.length - 1); // 随机产生一个位置
temp2 = Math.abs(r.nextInt()) % (send.length - 1); // 随机产生另一个位置
if (temp1 != temp2) {
temp3 = send[temp1];
send[temp1] = send[temp2];
send[temp2] = temp3;
}
}
return send;
}
}
以下是FCFS,SSTF,SCAN,C-SCAN各算法的代码，每个算法都返回磁盘移动的磁道数。
FCFS算法，first come first service.
package chow.app;
/**
* first come, first service
* @author Administrator
*/
public class DiskScheduleFCFS extends DiskScheduleAlgorithm{
@Override
public int getCount(final int[] diskReq, int varIndex){
count = 0;
curIndex = varIndex;
for(int i = 0; i < diskReq.length; i++){
count += Math.abs(diskReq[i] - curIndex);
curIndex = diskReq[i];
}
return count;
}
}
SSTF算法，shortest seek time first
package chow.app;
/**
* shortest seek time first 最短寻道时间优先算法
* @author Administrator
*/
public class DiskScheduleSSTF extends DiskScheduleAlgorithm {
@Override
public int getCount(final int[] diskReq, int varIndex) {
count = 0;
curIndex = varIndex;
int[] tmpDiskReq = new int[diskReq.length];
for(int tInt = 0; tInt < diskReq.length; tInt++){
tmpDiskReq[tInt] = diskReq[tInt];
}
for (int i = 0; i < tmpDiskReq.length; i++) {
int index = getNearestIndex(curIndex,tmpDiskReq);
count += Math.abs(curIndex - tmpDiskReq[index]);
System.out.print(tmpDiskReq[index]+" ");
if(i%10==0)
System.out.println();
curIndex = tmpDiskReq[index];
tmpDiskReq[index] = -1;
}
return count;
}
//返回距离当前最近的索引
public int getNearestIndex(int tmpIndex,final int[] tdiskReq) {
int min = 1500;
int temp = 0;
int index = -1;
for (int i = 0; i < tdiskReq.length; i++) {
if (tdiskReq[i] != -1) {
temp = Math.abs(tmpIndex - tdiskReq[i]);
if (temp < min) {
min = temp;
index = i;
}
}
}
return index;
}
}
SCAN算法，又叫做“电梯算法”，我是处理完最远一个请求就返回另一方向继续处理。也有教材上是一直移动到末端才转方向的。
/**
* SCAN 电梯算法，先不断移到一端（尽头），再移到另一端（另一尽头）
* 简化：默认为先大数端后向0端；不移到末端，只移到最外一个请求就转向
* @author Administrator
*/
public class DiskScheduleSCAN extends DiskScheduleAlgorithm{
@Override
public int getCount(final int[] diskReq, int varIndex) {
count = 0;
curIndex = varIndex;
int leftMin = curIndex, rightMax = curIndex;
for(int i = 0; i < diskReq.length; i++){
if(diskReq[i] > curIndex && diskReq[i] > rightMax){
rightMax = diskReq[i];
}else if(diskReq[i] < curIndex && diskReq[i] < leftMin){ // 小于等于curIndex
leftMin = diskReq[i];
}
}
if(curIndex==leftMin){
count = rightMax - curIndex;
}else{
count = (rightMax - curIndex) + (rightMax - leftMin);
}
return count;
}
}
C-SCAN算法，SCAN算法的变种
package chow.app;
/**
* C-SCAN, 是SCAN的变种，当碰头移到另一端时，马上返回到磁盘开始，返回时不处理请求
* @author Administrator
*/
public class DiskScheduleC_SCAN extends DiskScheduleAlgorithm{
@Override
public int getCount(final int[] diskReq, int varIndex) {
count = 0;
curIndex = varIndex;
int leftMax = lowIndex, rightMax = curIndex;
for(int i = 0; i < diskReq.length; i++){
if(diskReq[i] > curIndex && diskReq[i] > rightMax){
rightMax = diskReq[i];
}else if(diskReq[i] < curIndex && diskReq[i] > leftMax){ // 小于curIndex
leftMax = diskReq[i];
}
}
if(curIndex==leftMax){
count = rightMax - curIndex;
}else{
count = (rightMax - curIndex) + (highIndex - lowIndex) + leftMax;
}
return count;
}
}以上是关键代码，其它的界面是在netbeans6.7上完成的。下面上传最终生成的jar文件。